轴承市场空间、应用领域、分类、结构及技术壁垒分析

机械设备关键基础件，制作工艺复杂壁垒较高。

1.轴承为装备制造领域关键基础件，市场空间巨大，下游应用广泛

轴承是机械传动轴的支承，是装备制造领域的关键基础件，是主机性能、功能与效率的重 要保证，是工业领域重大装备的核心部件之一。其主要功能是传递力和运动，减少摩擦损 失。

22 年全球轴承市场空间超千亿美元，全球八大跨国轴承企业占据全球 70%的市场。从轴承 行业整体来看，全球市场规模已超千亿美元。据统计，2021 年全球轴承市场规模约 1200 亿美元，2016-2021 年 CAGR 为 4.4%。中国轴承行业市场规模保持高速增长，根据中国轴 承业协会数据，2021 年轴承行业市场规模快速增长至 2278 亿元，2022 年国内轴承市场空 间预计突破 2500 亿元。

轴承下游应用广泛，在航空航天、轨交、高端机床、工程机械等领域扮演重要角色，为主 轴、滚珠丝杠、RV 减速器、谐波减速器等产品关键基础件。

根据《中国机械工业年鉴 2021》的统计，21 年轴承下游应用集中在汽车、家电、电机等 领域。其中汽车轴承、家电轴承和电机轴承结构占比较高，分别达 39%/20%/18%。

2. 轴承分为滑动/滚动轴承，滚动轴承应用最广，由轴承套圈、滚动体、保持架构成

按照运动元件的摩擦性质不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承一般都有内圈 和外圈，中间装有滚珠或滚子等滚动体，靠滚动来支撑滚动负荷。滑动轴承用面来支持旋 转负荷，有直接滑动接触的情况，也有将流体作为媒体，以一定的膜厚维持滑动的情况。 将较而言，二者的摩擦形式不同，滚动轴承阻力更小，而滑动轴承一般应用于低速重负载 工况。

滚动轴承应用最为广泛，主要由轴承套圈、滚动体、保持架、密封装置构成：

1）轴承套圈：轴承套圈是具有一个或几个滚道的向心滚动轴承的环形零件，通常分为外 圈、内圈。

2）滚动体：一般指滚动球或滚子，按照形状分为圆柱形、锥形、球面形、针形几种。滚 珠轴承成本低、结构紧凑，适用于更高的速度和更轻的负载；而滚子轴承更适用于更重的 负载和冲击。不同滚子所承受的荷载类型也有差异，其中圆柱滚子轴承一般承受径向荷载； 圆锥滚子轴承可承受组合荷载，多用于机器主轴；滚针轴承尺寸小，常用于变速箱领域。

3）保持架：用于分隔引导滚动体的运行元件，为润滑提供空间的同时防止滚动体之间的 金属直接接触带来摩擦和发热。保持架用于固定滚动体的位置，使滚动体以正确恰当的位 置和间隔工作，并不承担载荷。

4）密封装置：用于封住内部的油脂和防止粉尘进入。

滚动轴承按照承受载荷方向、公称接触角、滚动体形状不同有较多分类。按承受载荷方向 可分成向心轴承和推力轴承，其中向心轴承主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接 触角从 0°到 45°，径向接触轴承公称接触角为 0°，包括圆柱滚子轴承、滚针轴承；向心 角接触轴承公称接触角大于 0°到 45°，包括调心球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、 调心滚子轴承等。推力轴承主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于 45°到 90°，轴向接触轴承公称接触角为 90°，推力角接触轴承公称接触角大于 45°但小于 90°。

按照滚动轴承所使用的轴承套圈、滚动体、保持架结构不同，分为深沟球轴承、圆柱滚子 轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、滚针轴承等。

不同轴承结构在相同内径下具有不同的承载能力。深沟球轴承可承受径向、轴向载荷，适 合高转速、低噪音、低振动用途；角接触轴承（向心）球与内圈、外圈接触角越大，轴向 载荷的承受能力越大，接触角越小有利于高速旋转；四点接触球轴承是一种内外圈分离型 单列角接触球轴承，其内圈对中心轴呈垂直平面分成两部分，可承受组合荷载；推力球轴 承由两个轴承盘组成，主要吸收轴向力；调心球轴承内圈有两列沟道，外圈沟道呈球面， 球面的曲率中心与轴承中心一致，内圈、球及保持架相对外圈可自由倾斜，因此可以自动调整轴心角度偏差，最适合吸收径向力。

3. 轴承钢材、轴承专用装备、轴承滚子构筑三大核心技术壁垒

轴承属于高精度产品，需经过复杂的工艺加工过程。要高效率、低成本地加工出精度高、 寿命长、性能可靠的轴承产品，需要材料科学、热处理技术、精密机械加工技术、数控技 术等多学科的理论和技术的支撑。

1）高端轴承难点——轴承钢材

国内高端轴承钢产品与国外仍存在差距。轴承行业所使用钢材主要包括高碳铬轴承钢、渗 碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢和中碳轴承钢，其中高碳铬轴承钢在我国轴承使用消 耗量最大，占比达到 95%。高碳铬轴承钢方面，目前兴澄特钢已能按 GB/T182542016 标准 第二等级批量生产，第一等级特级优质钢也已开始生产和供货。渗碳轴承钢、中碳轴承钢 方面，国产钢材已达到国外同类产品水平；不锈轴承钢、高温轴承钢方面，国产钢材的技 术质量水平与国际先进水平还有一定差距。

我国轴承钢发展迅速，但仍存在不足。技术和装备方面取得实效，一些优势特钢企业，如 江阴兴澄特种钢铁有限公司，通过引进国际先进的特钢治炼和轧制装备以及技术，使得轴 承钢的治炼和轧制工艺装备达到了国际先进水平。此外，随着真空脱气技术和装备的应用， 我国轴承钢在纯净度与夹杂物方面的实物质量上了一个大的台阶，氧含量由原来电炉钢的 30-40ppm 下降到真空脱气模铸钢的 5-12ppm 和连铸钢的 4-12ppm。然而，国内轴承钢发展 仍存在基础研究尚待深入、技术和装备稂莠不齐、质量控制不严、未形成质量监督机制、研发力度弱等问题。

2）高端轴承难点——磨床与热处理设备

磨削加工是轴承生产的关键工序，磨床是核心设备。磨削加工成本占轴承生产成本的 15% 以上，其中，轴承生产过程中所需的磨床数量占全部金属切削机床数量的 60%左右，生产 中所需的磨削加工劳动量约占总劳动量的 60%。轴承磨削加工包含磨削、超精、研磨等。

制作高端轴承的磨床装备仍为美日德掌控。国产高端轴承制造需要高精度、高稳定性、高 可靠度的机床装备，尤其是磨床，德国 Mikrosa（米克罗莎）、德国利勃海尔、日本光洋株 式会社（无心磨床），日本东洋（轴承内圆磨床）在我国高精度磨床领域占据重要份额， 掌握顶尖的高速磨削技术，生产的数控磨床的外表面磨削砂轮线速度可达到 120m/s，内 表面磨削线速度可达到 60m/s～80m/s，机床的磨削速度高生产效率也会提高。

轴承的常规热处理包括球化退火、淬火和低温回火，轴承零件热处理质量的好坏直接影响 着后续加工的质量并最终影响到轴承产品的精度、寿命等因素。轴承零件热处理设备主要 包括加热设备（电阻加热炉、燃气加热炉等）和冷却设备（冷却室、淬火槽、淬火机床等）。

国内热处理设备技术与发达国家存在差距。相比较发达国家，我国热处理设备落后主要表 现在自动化程度不足、功能不全面、设备稳定性差、热处理工件质量离散性大、信息化程 度低、产业线集成能力不足等方面。以真空真空退火炉有效加热区长度为例，国外领先水 平可达 30m，我国水平只有 16m。

3）高端轴承难点——轴承滚子

滚子是轴承运转时承受负荷的元件，是滚动轴承的关键零件，其精度、性能、寿命和可靠 性对成套轴承精度、性能、寿命和可靠性的影响很大。根据滚子形状，轴承滚子主要可分 为圆锥滚子、圆柱滚子、球面滚子等。

滚子技术水平的提升和工艺/装备水平相关，国内整体来看和海外水平还有一定差距。参 考 JB/T10235-2001 滚动轴承圆锥滚子标准与 JB/T4661-2002 滚动轴承圆柱滚子标准，国 际引进设备基本能够达到Ⅰ级，而国产设备多为Ⅱ、Ⅲ级。以圆锥滚子基准端面粗糙度为 例，引进设备能够达到 0.125 微米，国产设备仅能达到 0.25 微米。